Моторная лодка с дизельным приводом | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW | 29.10.2013
  1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

Наука

Моторная лодка с дизельным приводом

До сих пор подвесные лодочные моторы внутреннего сгорания были бензиновыми. Теперь немецкие инженеры сконструировали дизель, пригодный в качестве подвесного лодочного мотора.

Моторная лодка

Моторная лодка

То, что дизельные двигатели - в силу особенностей конструкции - вибрируют сильнее, чем бензиновые, является серьезным недостатком, ограничивающим сферу их применения. Не случайно дизельные двигатели долгое время использовались преимущественно в стационарных силовых установках, а если и устанавливались на транспортных средствах, то таких как тепловозы, дрезины, тракторы, скреперы, бульдозеры и асфальтовые катки. В автотранспорте дизельными приводами оборудовались, главным образом, лишь автобусы и грузовики.

Правда, по мере развития техники инженеры находили все более эффективные способы справиться с вибрацией, что позволило дизелю в последние годы завоевать и рынок легковых автомобилей. И на крупных судах силовые установки тоже сплошь дизельные.

Но вот чего до сих пор не было, так это дизельных подвесных лодочных моторов. Что вполне понятно: если передачу вибрации на корпус лодки еще можно как-то подавить, то управляется лодка с помощью румпеля - рычага, закрепленного непосредственно в корпусе двигателя, - и использование сильно вибрирующего дизельного мотора привело бы к тому, что уже через несколько минут у рулевого просто онемела бы рука.

Парные шатуны и два коленвала

Но у дизельного мотора есть и важные преимущества перед бензиновым: экономичность, безопасность, низкий уровень эмиссии углеводородов и окиси углерода, высокий вращающий момент при низких оборотах. Эти достоинства сделали бы дизельный подвесной лодочный мотор очень популярным, если бы не вибрация.

И вот теперь немецким инженерам удалось решить эту проблему. Группа специалистов фирмы FEV - одного из крупнейших в мире независимых конструкторских бюро по разработке двигателей внутреннего сгорания - во главе с профессором Рейнско-вестфальской высшей технической школы в Ахене Штефаном Пишингером (Stefan Pischinger) представила недавно свое детище заинтересованной общественности.

Контекст

Демонстрируя установленную на стенде модель инновационного дизельного двигателя в разрезе, ученый так сформулировал особенности его конструкции: "Необычно здесь то, что от каждого поршня усилие на коленчатый вал передается не одним, а двумя шатунами, причем каждый из пары шатунов идет к своему коленчатому валу, а те связаны между собой зубчатой передачей и вращаются в противоположных направлениях".

Вертикальная компоновка усугубляет ситуацию

Обычно дизельный двигатель устроен намного проще: там каждый поршень передает усилие через один шатун на один общий коленвал. Но именно такая конструкция и вызывает сильную вибрацию. Переменный момент заставляет мотор качаться вокруг оси, совпадающей с осью коленчатого вала.

Это было бы еще более или менее терпимо, если бы в подвесном лодочном моторе цилиндры располагались вертикально, то есть перпендикулярно к поверхности воды. Но проблема в том, что они расположены горизонтально, возвратно-поступательное движение поршней происходит параллельно поверхности воды, а ось вращения коленвала, соответственно, перпендикулярна ей.

Профессор Пишингер поясняет: "Если подвесной мотор "мотает" туда-сюда вокруг вертикальной оси, то угол между ним и кормой постоянно меняется, и это приводит к тому, что лодка рыскает, не может идти ровно. У бензиновых моторов этот эффект выражен слабее, потому что в них степень сжатия гораздо ниже. Нам нужно было, сохранив присущую дизельным моторам высокую степень сжатия, резко уменьшить переменный момент".

Низкий расход горючего, высокая цена

Подавить эту вибрацию можно, по сути дела, лишь одним-единственным способом, говорит ученый: "Нужен второй вал, вращающийся в противоположном направлении".

Решение очевидное, но реализовать его на практике было нелегко, признает профессор Пишингер: "Прежде всего, крайне важно, конечно, чтобы оба коленвала вращались абсолютно синхронно. Это достигается за счет их зубчатого зацепления. Поскольку же между ними действуют переменные разнонаправленные силы, зубчатое зацепление должно быть выполнено с высочайшей точностью, без малейшего люфта".

Еще одна трудность связана с необходимостью шарнирного соединения двух шатунов с одним поршнем. Обычно шатун крепится к поршню посредством так называемого поршневого пальца, который и служит осью качания шатуна. В ситуации с двумя шатунами, чтобы обеспечить поршню достаточную свободу перемещения, ахенским инженерам пришлось встроить в него дополнительный шарнир. "Это была одна из важнейших инноваций при разработке данного мотора", - говорит профессор Пишингер.

Компания Neander Motors в Киле - заказчик изделия - сейчас завершает его стендовые испытания. Новый дизель должен потреблять на 25-30 процентов меньше горючего, чем бензиновый мотор такой же мощности. Если такая экономия будет достигнута в условиях реальной эксплуатации, это позволит профессиональным покупателям всего за год-другой окупить более высокие затраты на приобретение этих моторов.